萬字解讀Avalanche：從兼容EVM的L1到「子網先驅者」
1. 簡介
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1. 簡介
Avalanche 憑藉其獨特的子網設計為市場提供了一種有趣的價值主張：它既可以被視為EVM 兼容的L1 , 也可以被視為異構網絡互操作平台（類似L0），L2 也能構建在Avalanche 基礎設施之上。自2020 年創立以來，Avalanche 已經發展成為一個充滿活力的生態系統，目前生態中有超過500 個Dapp，總鎖倉量超過50 億美元。
2022 年對於Avalanche 來說將是充滿變革的一年，隨著子網獲得更多關注，Avalanche 的身份將逐漸從另一個「以太坊殺手」演變為「子網先驅者」。
——Ava Labs 創始人兼首席執行官Emin Gun Sirer
2. Avalanche 概述
Avalanche 是由Ava Labs 開發的開源平台，為開發人員和企業提供了一個可互操作、高度可擴展的生態系統，用於創建以子網為基礎的定制區塊鏈。借助新穎的Avalanche 共識，該Avalanche 可以實現4500 TPS 和近乎即時的Finality。
圖片描述
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（Ava Lab 創始團隊；來源：Ava.Network）
2.1 以太坊的擴容問題
要了解Avalanche 的架構，我們首先應該理解以太坊擴容的問題。
區塊鏈就像城市，想像一下，你住在一個空間有限的城市。隨著越來越多的人湧入，城市變得擁擠房價也在上漲。同樣的事情也發生在區塊鏈上，只是這時人們爭奪不再是生存空間而是Block sapce，鏈上的原住民不再是人而是一筆筆的交易。
基於此Avalanche 提出了兩種擴容的思路：
縱向擴容：Avalanche Consensus。 Avalanche consensus 可以將網絡性能擴展到4500 TPS 而不會影響去中心化和安全性。使得Avalanche 成為加密世界中最快和最安全的區塊鏈之一。
橫向擴容：Avalanche Subnet。 Avalanche 不應被視為單一的區塊鏈，而應被視為多個子網的集合。開發人員可以在幾個小時內啟動自己的子網， Avalanche 子網解決方案為區塊鏈提供了無限的擴展可能性。
2.2 縱向擴容：Avalanche 共識
2.2.1 Avalanche 共識
接下來讓我們用一個簡單的比喻來說明Avalanche consensus 的運作機制。
想像一下，你在一個有數千人的體育場，全場觀眾需要就「支持哪個球隊」這項任務達成共識。由於體育場又大又擁擠，想要了解大多數人的偏好，你決定：
隨機詢問附近的5 個人他們的偏好。
如果>= 3 人投票給藍隊，那麼你將增加對藍隊的信心，反之亦然。
您重複運行這種採樣過程，以增加置信度。
同時，體育場裡的每個人都會重複做小樣本抽樣，以確定最終的答案事情。
每進行一次隨機抽樣，找到正確的答案人數都會增加，最後大家都會達成一致的共識，就像滾雪球在下山並最終導致雪崩一樣。< .0000000001% 。」
Avalanche Consensus 是一種新的無領導BFT 協議，它通過節點之間的重複二次採樣和DAG 中的傳遞投票實現的亞穩態而構建。為了達成共識，驗證節點只需要抽查部分節點，而不是與所有節點進行通信即可完成共識。因此，它可以以閃電般的速度和高精度實現finality，同時每節點在投票過程中都有發言權，因為驗證節點會隨機選擇抽樣節。
「Avalanche 共識裡的參數是靈活可以調整的。我們可以使得出錯誤結論情況發生的概率接近無限小，
— Connor Daly，Pangolin 創始人
除了高性能之外，Avalanche 還具備以下兩個特點：
去中心化。驗證節點數量理論上可以無限大，節點數量增加不會影響信息傳輸效率，因為達成共識時每個節點所需要傳輸的信息量總能保持恆定；
輕量、易於部署。任何擁有普通硬件設備的人都可以通過質押2000 AVAX 成為驗證者來加入主網。
2.3 橫向擴容：Avalanche 子網
2.3.1 Avalanche 架構
Avalanche 具有3 個內置區塊鏈： X-Chain，P-Chain，C-Chain。
X-chain 負責對數字資產的創建、管理和交易鏈。它基於「DAG」模型，這是共識模型的另一種獨特形式。
C-chain 致力於智能合約。它是支持基於Avalanche 協議的dApp 開發的EVM 副本。
P-chain 負責協調驗證者並創建Subnet 和質押機制。
子網（subnet) 是一組對網絡狀態達成共識的驗證節點。子網可以被認為是堆棧的底層，每個區塊鏈都需要有一個子網負責驗證交易，同時一個子網可以驗證多條區塊鏈。
2.3.2 為什麼子網（Subnet）很重要？
1、成本控制
理論上，Avalanche 允許創建無限的Subnet，這是它實現網絡擴展的秘訣。每個Subnet 可以是私有的（permissioned），或公共的（permisionless）。對於跨鏈互操作性，使用同一子網（即擁有同樣驗證者集）的區塊鏈將默認兼容。使用Avalanche Subnet 運行定制區塊鏈有四個主要優勢：
1、成本控制
在子網上部署應用意味著你可以定制自己的gas 代幣，並定制交易費用結構—— 可以將代幣分配給驗證者、直接銷毀或作為空投等。
2、用戶體驗
開發子網意味著你不需要和其他應用程序共享區塊鍊網絡，消除了因為網絡堵塞而導致應用程序變得過於昂貴的風險，從而確保為開發者能為用戶提供流暢且價格合理的用戶體驗。
3、定制化
不同的區塊鏈、去中心化應用程序可能要求驗證節點具有某些屬性。比如，Gamefi 應需要較高RAM、CPU 能力，Subnet 開發者可以設置驗證節點的硬件門檻，保證Dapps 不會因節點速度慢而導致性能低下。
4、合規性
子網也可以對驗證節點設置一些合規方面的要求，以促進主流機構對區塊鏈技術的採用。一些合規要求的例子包括：
驗證者必須位於特定國家
3.1 GameFi 用例
3.1 GameFi 用例
a. DeFi Kingdom：DFK Chain
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圖片描述互操作性：
互操作性：DFK Subnet 應用的是定制EVM，在EVM 中結合了有向無環圖(DAG) 模型，允許區塊鏈以較低的成本進行高效擴容。
互操作性：DFK Subnet 應用的是定制EVM，在EVM 中結合了有向無環圖(DAG) 模型，允許區塊鏈以較低的成本進行高效擴容。
b. Crabada：Swimmer Network
互操作性：
因為Avalanche 尚未宣布原生的子網間互操作的方式，AVAX 主網和DFK 鏈之間的資產轉移目前由第三方橋Synapse 處理。
Crabada 是Avalanche 生態系統中一款類Axie 的Play-to-earn 遊戲，是一款非常受歡迎的遊戲，此前佔用Avalanche C 鏈總交易費用的15% - 40%。
5 月14 日，Crabada 宣布了社區期待已久的Subnet - Swimmer Network 。 Swimmer Network 上線後顯著降低了Avalanche C 鏈的交易費用，該子網也將幫助Crabada 社區更有效地執行繁殖和挖礦任務，讓玩家獲得更低的交易費用和出色用戶體驗。
Crabada 的原生通脹代幣$TUS，類似於Axi 的SLP，未來可能會給社區帶來更多價值。 Crabada 正在尋找將小型遊戲引入子網的可能性，比如Snake City。如果越來越多的遊戲在他們的市場上使用$TUS 進行遊戲，那麼代幣和網絡本身將產生附加價值。
3.2 具有原生KYC 功能的子網
Avalanche 近期還上線了帶有原生KYC（Know Your Customer）功能的子網。這類功能稱為precomplie，即一個可選功能選項，開發人員可以在創建自己的evm-subnet 時決定是否打開它。
這種特殊的預編譯允許子網開發者控制誰可以向子網提交交易。默認情況下，來自未知地址的交易將被禁止，只允許列入白名單的地址。特定的管理員可以在創世後更新白名單。
這是構建KYC / 私有子網的第一步。將KYC 提供者設置為allow list 管理員後，他們可以讓通過驗證的人進入子網。
此功能在social-gated 社區（例如FWB）中也有很大的潛力。子網創建者可以將他的子網視為私有可寫、公開可讀的數據庫。一小部分用戶可以使用公共指標和集成以眾所周知的格式廣泛分發一些數據。
3.3 企業用例—— 超越GameFi，超越Web 3.0
Ava Labs 的目標之一是將web3 領域創新應用於傳統的web 2 公司。通過融合這兩個世界，Ava Labs 認為它可以讓人們日常的交易變得更便宜、更便捷。
「與Master Card 的合作讓我們有機會將區塊鏈的好處帶給普通消費者」 ——Ava Labs 總裁John Wu 當下一些企業正在Avalanche 平台上構建，比如Avalanche 和德勤的合作夥伴關係，目前這些子網功能仍在部署中。
3.4 其他潛在的子網用例
有分割和出售資產需求的行業，比如房地產行業，在這類場景中驗證節點需要將資產的檔案記錄存儲在鏈外。 （可能採用Avalanche 子網解決方案的Dapp：Retok Finance）
對於非常高性能的應用程序，子網可能需要高性能的驗證節點為需要10,000+ TPS 的應用程序提供大量RAM 或CPU 能力。
類似於企業區塊鏈的私有子網，例如JP Morgan 的Quorum、R3 的Corda 和超級賬本，其區塊鏈的內容僅對某些參與者可見。
其他公鏈可以將其狀態轉移到avalanche 並使用其共識機制來獲得更快的性能、Finality 和更高的安全性。因此，BCH、以太坊經典等區塊鏈可以擁有子網並用自己的代幣實現POS 質押。
4. 競爭格局分析
4.1 與L1s 的比較：Cosmos、BNB、Avalanche
Avalanche 於4 月1 日啟動其首個Subnet —DFK 鏈，5 月14 日啟動Swimmer Network
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（Avalanche 與BSC ,Cosmos 對比分析；參考：異構區塊鍊網絡的比較。）
如圖所示，上述三個橫向擴容網絡都有自己的設計選擇和權衡：
網絡運行成本vs. 安全性vs. 可擴展性
首先，經典共識協議（例如，PBFT、Tendermint/Cosmos）往往需要全體節點進行投票，通信成本通常會呈二次方增加（比如，10 個節點需要傳輸1010=100 條消息，1,000 個節點需要傳輸10001000 =1,000,000 條消息]）。為了獲得更快的性能和更低的消息傳遞成本，區塊鏈通常會限制驗證器數量，即為了高性能而犧牲了去中心化。例如，BSC 只有於21 個驗證節點；Cosmos 有150 + 驗證節點。
節點要求vs 可擴展性
為了使系統盡可能permisionless，運行節點的硬件要求應該相對較低。然而隨著節點要求的降低，網絡可用的總計算能力也會降低。因此一些區塊鏈會提高節點要求以獲得更高的性能。對於Solana 的驗證節點，硬件成本往往高達數千美元，因為驗證者需要具有12 個核心CPU、至少128 GB RAM 和大量存儲的設備；BSC 驗證節點也至少需要48 GB 的RAM 和12 個CPU 內核。
Avalanche 的優勢
Avalanche 為以上兩個困境提供了解決方案：
關於去中心化的困境，Avalanche 的驗證節點數量在理論上可以達到無限大，因為在Avalanche 共識中每次達成共識所傳輸的信息量都保持恆定， 因此不論驗證網絡中有多少參與者都不會影響到共識達成的速度。
在節點要求方面，Avalanche 驗證節點也只需要適度的硬件要求（2 個內核，4 GB 內存）即可，在普通的硬件條件下也能保證4500 TPS 的高性能。
除了以上兩點優勢之外，Avalanche 還具有以下優勢：
極強的兼容性。 Avalanche 支持EVM、AVM 和WASM，子網開發人員可以不費力地將大部分現有代碼庫移植到新項目中。 Subnet 還可以使用Avalanche 虛擬機構建自己的VM。儘管開發人員可以創建新的VM，但他們可能仍會選擇創建子網而不是做一條單獨的L1，因為Avalanche 可以幫助解決啟動新區塊鏈的最困難的方面：共識引擎、安全性和網絡效應，提供一種類似「領包入住協議」。
Avalanche Subnet 是當前唯一實現落地應用的子網。其他公鏈如BSC, Polygon 也推出了側鏈解決方案，但Avalanche 是唯一實現了落地應用且經過實戰檢驗的，其他網絡仍在測試階段。
子網驗證節點的重疊架構。目前，大多數L1 如Avalanche、Solana 和Cosmos 都通過提供質押獎勵來吸引validator。問題是，在50 年後質押獎勵會逐步降低，我們又該如何保證仍有人會願意來維護這條鏈？一個可能的答案是，使用網絡交易費用來激勵驗證節點。對於Avalanche，它的獨特的設計方式使得主網將長期得到子網驗證節點的維護--- 因為任何子網的驗證者都必須加入主網。這種獨特的架構也賦予了Avalanche 未來更大的設計空間和互操作潛力，這是其他L1 網絡所不具備的。
通貨緊縮的貨幣模型。 Avalanche 有很多利好因素比如Avalanche Multiverse、 Avalanche Rush 激勵計劃、暴雪生態基金、Avalanhce 子網啟動等。這些因素將促進Avalanche 網絡的大規模應用並創造對AVAX 的強勁需求。在供給方面，Subnet 的啟動將鎖定AVAX 的流動性，同時更高的鏈上交易量使得更多的AVAX 作為gas 費用被消耗，進一步減少了流通供應。
未來的挑戰
當然Avalanche 也有自己的不足之處：
4.2 與L2 Rollups 的比較
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（ Avalanche 與L2 對比分析，reference：Ava. Network，Arbitrum.Network；@StarkWareLtd|Twitter，@zkSync|Twitter)
Avalanche 子網和L2 最大的區別是開發人員的學習成本。
Avalanche 支持所有虛擬機，包括EVM、AVM、WASM 或自定義虛擬機，因此開發人員可以毫不費力地從其他鏈移植代碼。
Optimistic Rollup 與EVM 兼容，因為OVM 可以實現任意智能合約邏輯。
對於ZK Rollup 事情就更複雜一些。由於在EVM 在設計時沒有考慮到後面會使用ZK，因此ZK 的EVM 兼容性尚沒有直接的解決方案。人們多年來一直在努力解決這個問題。 ZK Rollup 中有兩個主要玩家：StarkWare 和zkSync。 StarkWare 目前部署了CairoVM，它要求開發人員用一種新的語言(Cairo) 編寫代碼，並推出了轉譯器(Warp) 幫助開發人員將Solidity 翻譯成Cairo。 ZkSync 則已經啟動其2.0 測試網，該測試網部署了對ZK Rollups 友好的zkEVM，並有望與EVM 兼容。 zkSync 2.0 的性能和易用性有待進一步檢驗。
Avalanche 的另一個優點是易於部署。開發人員可以使用Avalanche 在幾個小時內創建一條鏈，目前Avalanche 主網上有19 條區塊鏈，Fuji 測試網有300+ 條鏈。相比之下，ZK rollups 具有更高的部署成本。因為零知識密碼證明需要大量的計算資源。即使有節點服務提供商，開發人員也需要學習新語言（或使用轉譯器）以在ZK 中構建Dapp。和Avalanche 子網相比，L2 沒有犧牲主鏈的安全性，因為它仍然依賴於主鏈作為backup 來驗證交易執行。Avalanche 沒有這樣的共享安全模型，但是在許多情況下，
共享安全並不是一個理想的特性。
如果您不希望鏈條每天都有停止運行的風險，那麼將自己的信仰與其他人交織在一起並不是一件可取的事情。 L2 不應該這樣做，具有獨立的finality 的側鏈也不應該這麼做。
Avalanche Subnet 和EVM L2 之間的另一個關鍵區別是流動性是統一的還是分散的。
L2s 不再是一條完整的鏈而是將鏈上的流動性分散到多個不同的系統中。用戶現在必須與這些鏈中的每一個進行不同的交互。在這種情況下，某些組合是無法實現的，例如dYdX 無法與其他地方的閃電貸進行交互。
L2 不僅流動性斷裂，而且協議本身也不同，你不能自動從一個協議轉到另一個協議中去。
與之相比，Avalanche Subnet 有著的統一的流動性，資金不會停留在一個Subnet 中可以在子網之間進行互操作，且每次跨鏈轉賬都會使用C 鏈並燃燒AVAX，比如從Swimmer Net > DFK Net 轉移資金需要AVAX，這對於AVAX 代幣模型來說也是一個健康的用例。
隨著Avalanche Subnet 的增長，新的validator 經濟將會出現。
在Avalanche 中，你可以擁有一個由少量驗證器組成的Subnet，你也可以擁有包含大量驗證器的Subnet。隨著Avalanche Subnet 的增長，繁榮的validator 經濟將會出現，人們會將開始給予額外的激勵來吸引他們需要的多樣化的驗證者集，這樣一來會有更多人願意提供定制化的驗證節點服務。
子網開發者可以將自行決定自己需要使用哪些服務。每個區塊鏈的需求可能都不一樣，有些人需要數百萬個驗證節點，有些人可能只需要幾個的驗證節就可以運行一條鏈，在Avalanche 這些都是可以實現的。
5.1 Shrapnel
5. Avalanche 生態系統
接下來是Avalanche 生態中新項目的一些簡單介紹。Shrapnel 是世界上第一個支持區塊鏈的可修改AAA extraction-based first-person 射擊遊戲，由經驗豐富的專家開發，他們曾參與過遊戲行業中最大的遊戲—— 光環、使命召喚、Odaily 大戰等。 Shrapnel 還提供了一套強大的創建工具，玩家可以使用這些工具來創建自定義地圖和皮膚。這款FPS 遊戲已決定運行Avalanche Subnet，完全獨立於主鏈運行。
5.2 Arrow Market
Subnet 允許項目定義自己的參數和費用結構，為Shrapnel 提供高度的定制和靈活性，以捕捉多樣化的需求。
還有可能允許其他遊戲開發者在他們的Subnet 之上構建遊戲—— 類似於為L1-as-a-Service。
5.3 Dexalot
Arrow Markets 是建立在Avalanche 之上的去中心化期權協議。 Arrow 的期權創建和結算機制基於雙池結構。有兩個池：交易池和做市池。系統中嵌入了動態對沖引擎，以對沖交易池中期權合約的淨增量。期權以穩定幣為單位進行現金結算。
Avalanche 是Arrow 的理想基礎層，因為它具有快速的吞吐量、近乎即時的finality、近乎零的交易成本和領先的抗審查能力。可以在Avalanchez 子網中創建滿足DeFi 協議的Subnet，以滿足MEV resistance 和速度方面的需求，也可以對子網進行定制允許機構用戶以符合監管的方式參與協議。
Dexalot 希望為Avalanche 社區帶來透明、用戶友好和現代的交易。他們希望通過Avalanche 上的去中心化應用程序為用戶帶來媲美傳統的中心化交易所的使用體驗。
Dexalot 如果不是第一個建立子網的DeFi 項目，它也將是最早的項目之一。創建子網的目的是將交易速度提高至少10 倍，將交易費用降低到可以忽略不計的水平，同時改善用戶體驗、社區參與度和資本效率。
The House of Chimeria 按照他們的設想將Dexalot 子網與當前的AVAX C-Chain Dexalot 交易所進行了比較。以下這些功能對社區來說是個好兆頭。
更低的交易成本，甚至可以可忽略不計，以提高金融的包容性
6. AVAX 估值分析
子網將使用$ALOT 作為gas，給原生代幣增加了utility
6. AVAX 估值分析
回到文章一開始的比喻，我們認為區塊鏈就像城市或國家。區塊鍊網絡的核心價值是整個系統的生態創新能力，這種能力反應在數據指標上，可以用活躍地址數、日交易量、開發者生態和TVL 等來衡量。
按照上圖的測算，不同顏色的指標反映了不同的估值倍數。深紅色表示人們比較fomo，願意為網絡捕獲的每個單位價值支付更高的溢價，深藍色則反之，表示市場情緒低落，每單位的價值捕獲對應價格較低。
參考
參考
參考
1.Avalanche Architecture Avalanche Intro: https://www.avalabs.org/whitepapers
Avalanche Subnet: https://docs.AVAX.network/build/tutorials/platform/subnets/
AVAX Analyst call Q4 https://www.youtube.com/watch?v=CB98syIcGoM&t=981s
A Comparison of Heterogeneous Blockchain Networks https://medium.com/@arikan/a-comparison-of-heterogeneous-blockchain-networks-4bf7ff2fe279
Emin Gün Sirer: Problems with L2 Scaling Solutions and Avalanche Subnets Explained https://www.youtube.com/watch?v=g9IZEkwbglI&t=1087s
Comparison of the Transaction speed of swimmer network &$AVAX C-Chain https://twitter.com/inigozart/status/1500592248785977344?s=21&t=g6ZyBvXPptRwWpFl83VEjg
L1 Recovery, AVAX Activity, & Intro to Crypto Raiders https://members.delphidigital.io/reports/l1-recovery-AVAX-activity-intro-to-crypto-raiders
State of Avalanche Q1 2022 https://messari.io/article/state-of-avalanche-q1-2022
2.BAS Architecture Ankr doc for BAS: https://docs.ankr.com/bnb-application-sidechain/about-bas
Build your GameFi on BAS “Aries” Testnet https://medium.com/@NodeReal/build-your-GameFi-on-bas-aries-testnet-bf54dd99b959
3.Cosmos Architecture Cosmos Intro https://v1.cosmos.network/intro Cosmos shared security https://blog.cosmos.network/interchain-security-is-coming-to-the-cosmos-hub-f144c45fb035
Precedent research from Foresight Ventures https://mp.weixin.qq.com/s/IBmAUBcnAhHasOTrQMa4Vw
4.Rollups Rollup: scaling blockchain to one billion users https://dealroom.co/blog/rollup-rollup-scaling-blockchain-to-one-billion-users
Optimistic Rollups: the present and future of Ethereum scaling https://medium.com/offchainlabs/optimistic-rollups-the-present-and-future-of-ethereum-scaling-60fb9067ae87 ZK Rollups-Ethereum.org https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/zk-rollups/
5.On-chain Data Avascan: https://avascan.info/
Avalanche explorer: https://explorer.AVAX.network/
Avalanche Subnet: https://stats.AVAX.network/dashboard/subnet-chain-activity/
State of Avalanche Q1 2022: https://messari.io/article/state-of-avalanche-q1-2022
Picture referencehttps://www.cyberbit.com/blog/cybersecurity-training/red-team-training-blue-team-training-what-is-the-difference/https://medium.com/@vdtcaglayan/Avalanche-AVAX-token-satış-detayları-60a5cfc4659dhttps://www.youtube.com/watch?v=xQHgnSWizWEhttps://www.cloudrangecyber.com/red-teamblue-team-exercises
